JP4130528B2 - パケット無線電話サービス - Google Patents
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Description
【０００１】
［発明の属する技術分野］
本発明はパケット交換無線電話サービスに関する。特に、本発明は一般パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）に適用可能であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【０００２】
［従来の技術］
ＧＳＭ（広域移動通信システム）のような現在のデジタルセルラー電話システムは音声通信に重点を置いて設計されたものである。データは通常、移動局（ＭＳ）と基地局サブシステム（ＢＳＳ）との間で、いわゆる「回線交換」伝送モードを用いてエアインターフェースを介して伝送される。このモードでは１つの周波数帯域で一定間隔で離間した一連のタイム・スロットが通話中保留される。伝送対象の情報の流れが比較的連続している音声通信については、回線交換伝送モードが効率的であることは理にかなっている。しかし、インターネットへのアクセスやファクシミリ送信などのようなデータ・コール中は、データの流れが“バースト(bursty)”になり、回線交換でタイムスロットを長時間保留することはエアインターフェースの不経済な使用を意味するものとなる。
【０００３】
デジタルセルラー電話システムを利用するデータサービスに対する要望が急速に増加していることを考慮して、一般パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）として知られる新しいＧＳＭベースのサービスが欧州通信規格協会（ＥＴＳＩ）によって現在標準化されており、勧告ＧＳＭ０３．６０で用語全体が定義されている。ＧＰＲＳはデータ伝送を行うための伝送能力の動的割り振りを提供するものである。すなわち、伝送対象のデータが存在するときに限って特定のＭＳからＢＳＳリンクへ１つの周波数帯域（または複数の周波数帯域）のタイム・スロットが割り振られる。伝送対象のデータが存在しない場合は物理チャネルの不要な保留は回避される。
【０００４】
［発明の実施の態様］
この技術と、本発明の実施方法を説明するために、例を挙げて、添付図面を参照する。ＧＰＲＳは、従来のＧＳＭ回線交換伝送と接続して動作するものであり、データ通信と音声通信双方用のエアインターフェースの効率的利用を意図するものである。したがってＧＰＲＳではＧＳＭ用として定義されている構造に類似した基本チャネル構造が利用される。ＧＰＲＳでは、所定の周波数帯域は時間領域で分割され、マルチフレームに変えられる。次いで各マルチフレームは５２個のＴＤＭＡ（時分割多重接続）フレームから構成される。ＴＤＭＡフレーム長は４．６１５ｍｓであり、各ＴＤＭＡフレームは等しい持続時間を持つ８つの連続スロットに順次分割される。図１に例示されているこのフレーム構造はＢＳＳにおける伝送および受信時間に関連するものである。
【０００５】
従来の回線交換伝送モードではコールが開始されると、２つの仲介スロットで分離された２つのそれぞれのタイム・スロットを一連の各ＴＤＭＡフレームに保留することにより、ＢＳＳでのそのコール用の２つの物理チャネルが定義される。これら２つの物理チャネルのうちの一方によって、ＢＳＳからＭＳへユーザー・データを搬送するためのダウンリンク・チャネルが設けられ、一方、もう一方のチャネルによって、ＭＳからＢＳＳへユーザー・データを搬送するためのアップリンク・チャネルが設けられる。
【０００６】
ＧＰＲＳの導入に伴い（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ネットワーク全体を示すアーキテクチャが図２に例示されている）、アップリンクおよびダウンリンク・チャネル用として割り振られたタイム・スロット間での固定的関係はもはや適用されなくなる。タイム・スロットは、要求と、容量と、ＭＳマルチスロット・クラスに従って、所定のＭＳのアップリンク・チャネルとダウンリンク・チャネルに対して動的に割り当てることができる。したがって、例えば、アップリンク・チャネルに対して２つのスロットを割り振った状態で、所定のいずれのＴＤＭＡフレームにおいても、ダウンリンク・チャネルに対して１つのタイム・スロットを割り振ることができる。また、アップリンクおよびダウンリンクの割り振られたスロット間には一定の時間的関係が存在しない。スロット割り振りはチャネル・セット・アップ中にＭＳに対して通知される。
【０００７】
ＭＳがまず第１にＧＰＲＳセルラーネットワークと接続すると、リスンしているすべてのＭＳに対してＢＳＳから伝送される同期チャネル（ＳＣＨ）による搬送情報を用いてＭＳは自身をＢＳＳに同期させる。同期には、５２個のＴＤＭＡフレーム・サイクルを持つＭＳ中のカウンタ・モジュロの初期化が含まれる。ユーザー・データ伝送チャネル（アップリンクかダウンリンクのいずれか、または、その双方）が要求されたとき、ユーザー・データ用タイム・スロットがＢＳＳによって割り振られ、この割り振りはＭＳへ通知される。連続するＴＤＭＡフレームの中で割り振られたタイム・スロットは、ＭＳまたはＢＳＳによってチャネル解除が選択されるまで一定数のフレームについて保留することができる。ＢＳＳからＭＳへデータ伝送を行うために、伝送スロットはモジュロ・カウンタによって定義された伝送スロットと一致する。したがってＭＳには、ＭＳに割り振られたスロットをいつ“リスン(listen)”すべきかがわかる。
【０００８】
このようにして、ＢＳＳ放送同期チャネルを用いてＭＳの受信装置の正確な同期を容易に行うことができる。しかし、ＭＳの送信装置の同期は多少複雑である。ＭＳ（ＭＳTX）からＢＳＳへ伝送されるデータは、割り振られたタイム・スロット（ＢＳＳRX）でＢＳＳに到達しなければならないので、（モジュロ・カウンタにより定義された時刻に対してタイミング用先行値ＴＡＶ分だけ）伝送データを先行させて、ＭＳからＢＳＳへの伝送遅延を補償する必要がある（図３に例示されているように、スロット番号２はＭＳが伝送を行うために保留される）。更に、ＭＳは、ＢＳＳに比べて高速に移動する場合があるので、規則的な間隔で伝送遅延を再計算し、ＭＳに対して更新値を出力する必要がある。
【０００９】
ＭＳからＢＳＳへユーザー・データを伝送するためにアップリンク・チャネルが確立されたとき、ＴＡＶが要求されることは明らかであろう。しかし、ダウンリンク・チャネルが確立されたときにも、ユーザー・データはＢＳＳからＭＳへ到来しているものの、ある種の信号用データ（例えば肯定応答など）が逆方向（すなわちアップリンク方向）に進んでいるので、ＴＡＶの要求が行われる。
【００１０】
ＧＰＲＳ勧告ＧＳＭ０３．６０では、アップリンク・パケット・タイミング用先行制御チャネル（ＰＴＣＣＨ）チャネルで、８個のマルチフレーム毎に１回、ＭＳによって“タイミング用アクセス・バースト”がＢＳＳへ伝送される。ＭＳに割り振られている各チャネル（アップリンクおよびダウンリンク）について１つのアクセス・バーストが伝送される。タイミング用アクセス・バーストはこの目的のためにＭＳへ割り振られたスロットで伝送される。この場合の伝送には先行するＴＡＶがないので、ＢＳＳは、ＢＳＳの時間軸に対するアクセス・バースト中のタイム・シフトを測定することによりＴＡＶの測定を行うことができる。ＭＳに割り振られた各チャネル用のＴＡＶは、（ダウンリンクＰＴＣＣＨで）ＭＳへ伝送され、８個のマルチフレーム毎に１回更新される、即ち、各々の新しい対応するタイミング用アクセス・バーストの受信後に更新される。この処理は図４に概略的に例示されている。
【００１１】
図５は、ｎからｎ＋７の８つの連続するマルチフレームを例示する図であり、その各々は５２個のＴＤＭＡフレームを有する。このマルチフレーム構造によって、Ｂ０からＢ１１の１２個の無線ブロックが設けられ、各無線ブロックは４個の連続するＴＤＭＡフレームを有する。これらの無線ブロックは、ユーザー・データ（また若干の信号情報）の伝送を行うために利用される。現在のＧＰＲＳ提案では、１６個までの異なるダウンリンク・チャネルまたは８個までの異なるアップリンク・チャネルに対してＴＤＭＡフレームの各スロットを同時に割り振ることができる。したがって、ダウンリンク・チャネルの場合、ＭＳは、各ＴＤＭＡフレームのＭＳに割り振られたスロットの間、（ＭＳのモジュロ・カウンタによって定義された時間軸に従って）リスンし、受信信号を復号化して、その信号がＭＳ用として意図されたものであるかどうかの決定を行わなければならない。
【００１２】
各マルチフレームにはまた４つの“アイドル”ＴＤＭＡフレーム（図５の８つのマルチフレーム構造の中で０から３１の番号が付けられる）が含まれる。偶数番号のアイドル・フレームの０、２、４などは、ＭＳからＢＳＳへ伝送されるタイミング用アクセス・バーストを容れるために用いられ、一方、奇数番号のアイドル・フレームの１、３、５などは、ＢＳＳからＭＳへ伝送されるＴＡＶを容れるために用いられる。前者について考える場合、１つのタイム・スロットには１つのタイミング用アクセス・バーストを容れることができる。各タイムスロットに対して１６個のチャネルを割り振ることができると仮定すれば、アクセス・バースト用として割り振られた１つのマルチフレーム当たり２つのアイドル・フレーム（例えばマルチフレームＮの中にアイドル・フレーム０と２）として、最大限可能な数のタイミング用アクセス・バーストを送るのに図５に図示の８個すべてのマルチフレームが必要となる。
【００１３】
ＢＳＳからＭＳへのＴＡＶの伝送について考えると、計算が終るとすぐに、所定のタイム・スロットに割り振られた、（最大の割り振りを想定した）１６チャネル用のＴＡＶが符号化され、分割(split）パケットとして伝送される。したがって、スロット０に割り振られたチャネル用ＴＡＶを搬送するパケットは、ＴＡＶ用として割り振られた４つの連続するアイドルＴＤＭＡフレーム（例えばアイドル・フレーム１、３、５、７）の各々の第１スロットで伝送される。同様に、スロット１に割り振られたチャネル用ＴＡＶは、上記の同じアイドル・フレームの各々の第２スロットで伝送される。スロット２、３などに割り振られたチャネルについても同様である。
【００１４】
すべてのチャネルについて、および、すべてのスロットの２つの連続するマルチフレームについてＴＡＶの送信を行うことが可能であることが理解できよう。次の２つのマルチフレーム（例えばアイドル・フレーム９、１１、１３、１５）で次のＴＡＶパケットが伝送される前に、チャネルの各々について新しいＴＡＶがＢＳＳによって計算される。該チャネル用として、前回の２つのマルチフレーム、即ち、各スロットに対して４つのチャネル、でＢＳＳによりタイミング用アクセス・バーストの受信が行われた。次いで、これらの新しい値は各スロットについて１２個の“古い”ＴＡＶと共に伝送される。所定のチャネル用ＴＡＶが、８個のマルチフレーム毎に１回しか更新されないので、ＭＳにはその割り振られたＴＡＶを受信するのに４回のチャンスが与えられることになる。しかし、ＭＳは、第１の伝送でそのＴＡＶ(s) を正しく受信した場合には、次の６個のマルチフレームでＴＡＶアイドル・フレームのいずれをもリスンする必要がなくなる。
【００１５】
チャネル設定段階中、ＢＳＳは、データの伝送または受信を行うために無線ブロックＴＤＭＡフレームで、ＭＳに対して少なくとも１つのスロットを割り振る。またＢＳＳは、チャネルに対して、アイドル・フレーム用スロット番号と、４ビットのタイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）とを割り振る。ＴＡＩは３つの目的に適うものである。第１に、ＴＡＩによって、８つのマルチフレーム構造の中に存在する全てのアイドル・フレームのなかで当該アイドル・フレームの識別が行われる。このアイドル・フレームの中で、ＭＳは、対応するチャネル用のタイミング用アクセス・バーストを（指定されたタイム・スロットで）伝送しなければならない。第２に、ＴＡＩは、当該チャネル用の新しく更新されたＴＡＶを伝送する４つのアイドル・フレームの連続を識別する。このフレームの連続の中で、この新しく更新された連続からＭＳがＴＡＶを正しく受信なかった場合には、ＭＳは残りのアイドル・フレームだけをリスンする。第３に、ＴＡＩによって、ＴＡＶパケットからＭＳが自分自身のＴＡＶを回復すことが可能になる。このＴＡＶの回復処理手順が図６に例示されている。
【００１６】
すべてのＭＳがＢＳＳとの双方向通信に関わる、即ち、１台のＭＳ当たり２チャネルがある、と仮定すると、以上略述した信号伝送構造によって、所定のいずれのタイム・スロットについても、８個のマルチフレーム毎に１６個のアクセス・バーストしか送信できないために、８台のＭＳしか単一のタイム・スロットを共有できないことになる。
【００１７】
ＵＳ５６４２３５５は、ネットワーク容量を大きく減じることなくセル・サイズを大きくする発明に関するものである。ＷＯ９７２７７１１は、移動局と基地局間の無線伝送遅延を測定することより、移動局が位置する無線カバーエリアに移動局を配置する発明に関するものである。
【００１８】
ＵＳ５５０２７２１は従来型の回線交換データ接続でのパケットデータ転送に関するものである。パケット・モード転送を行うために、転送要求メッセージがランダム・アクセス・タイプの編成チャネルを介して移動局からまず送信される。セルラー無線システムは、このメッセージからタイミング用先行値を計算し、移動局に対して正しいタイミング用先行値を出力する。移動局は、基地局の動作に関してメッセージの転送タイミングをとることにより、ランダム・アクセス・タイプの編成チャネルで転送要求より長いメッセージのデータ・パケットを送信することができる。
【００１９】
ＧＰＲＳ勧告ＧＳＭ０３．６０は最も近い先行技術と考えられている。
【００２０】
［発明が解決しようとする課題］
タイミング用先行情報の送受信用アイドル・フレームにおいて、同じタイム・スロットを使用できる移動局の数を増やすことが本発明の目的である。この目的および他の目的は、移動局のアップリンクとダウンリンク・チャネルに対して単一のタイミング用先行インデックスを割り振ることにより達成される。したがって、アップリンク及びダウンリンク・チャネルの双方は、アップリンク方向伝送用の同じタイミング用先行値を共有することになり、また共通のタイミング用アクセス・バーストを利用することになる。
【００２１】
［課題を解決するための手段］
本発明の第１の形態によれば、基地局サブシステムの無線信号受信スロットと移動局の無線信号伝送スロットとを同期させて移動局と基地局サブシステム間の伝送遅延を補償する方法が提供され、前記無線信号受信スロットは、基地局サブシステムによって動的に割り振られたアップリンク用及び／又はダウンリンク用ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、該同期方法は、
基地局サブシステムにおいて、単一のタイミング用先行インデックスを移動局に対して割り振るステップであって、該先行インデックスは、移動局が基地局サブシステムへタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレームを識別し、更に、基地局サブシステムが更新されたタイミング用先行値を移動局へ伝送する前記マルチフレーム構造の中の少なくとも１つ以上のアイドル・フレームを認識するように成される前記ステップと、 基地局サブシステムにおいて、アイドル・フレーム・スロット番号と、前記タイミング用アクセス・バーストと前記タイミング用先行値とを伝送するとき、前記アイドル・フレーム中のタイム・スロットの識別を行うための前記スロット番号を移動局に対して割り振るステップと、
前記タイミング用先行インデックスと前記アイドル・フレーム・スロット番号とを移動局へ伝送するステップと、
移動局において、前記タイミング用先行インデックスと前記アイドル・フレーム・スロット番号とを連続して用いて、移動局に対して割り振られたすべてのユーザー・データ・チャネル用のタイミング用先行値を決定するステップとを有する。
【００２２】
本発明の実施の形態によって、単一の移動局に対して割り振られたすべてのチャネル間での単一のタイミング用先行インデックスの共有が行われる。この共有によって、移動局数が最大化され、タイミング用先行情報、すなわちタイミング用アクセス・バーストとタイミング用先行値の送受信用アイドル・フレームにおいてタイム・スロットの共有が可能となる。タイミング用先行値を得るために移動局がリスンし、移動局がタイミング用アクセス・バーストを伝送しなければならないスロット数も減少する。
【００２３】
本発明のＧＰＲＳへの適用例では、前記マルチフレーム構造は８個のマルチフレームから成り、各マルチフレームは５２個のＴＤＭＡフレームから成り、各ＴＤＭＡフレームは８個のタイム・スロットから成る。
【００２４】
本発明の第２の形態によれば、基地局サブシステムの無線信号受信スロットと移動局の無線信号伝送スロットとを同期させて移動局と基地局サブシステム間の伝送遅延を補償する方法が提供され、該方法は、
基地局サブシステムにおいて、基地局サブシステムから移動局へユーザー・データを伝送するためのダウンリンク・チャネルを定義し、移動局から基地局サブシステムへユーザー・データを伝送するためのアップリンク・チャネルを定義するステップであって、前記チャネルが各々時分割多重接続フレームにおいて少なくとも１つの動的に割り振られたタイム・スロットを有し、その場合、アップリンクとダウンリンク・チャネルの各々に割り振られたタイム・スロットの数が必ずしも等しいというわけではなく、また、必ずしも一定の時間的関係を持っているというわけではないように成される前記ステップと、
移動局と基地局サブシステム間の無線伝送遅延を示すタイミング用先行値を所定時刻に基地局サブシステムにおいて決定するステップと、
基地局サブシステムから移動局へ一度タイミング用先行値を伝送するステップと、
移動局において該タイミング用先行値を用いて、アップリンクとダウンリンク・チャネルの双方について、移動局において伝送スロットを先行させて、基地局サブシステムにおいて、割り振られた基地局サブシステム受信スロットで伝送データを受信できるように成すステップとを更に有する前記方法を特徴とする。
【００２５】
好適には、前記タイミング用先行値が、基地局サブシステムから移動局へデータ・パケットで伝送され、前記パケットには同じ基地局サブシステムと交信する他の移動局と関連するタイミング用先行値もまた含まれることが望ましい。複数の時分割多重接続フレームを介してこのデータ・パケットを配布してもよい。
【００２６】
好適には、本方法が、所定の間隔の後タイミング用先行値を更新し、その他の移動局についての更新値を含む新しいデータ・パケットの一部としてこの更新値を伝送するステップを有することが望ましい。
【００２７】
好適には、本方法が、チャネル設定段階中、アップリンクとダウンリンク・チャネルに対して共通のタイミング用先行インデックスを割り振るステップを有することが望ましい。該インデックスによって移動局が、対応するタイミング用先行値を前記データ・パケットから抽出することが可能になる。
【００２８】
本発明の第３の形態によれば、基地局サブシステムと、該基地局サブシステムと交信するための複数の移動局を有する無線電話ネットワークが提供される。この無線電話ネットワークにおいて、移動局の無線信号伝送スロットを基地局サブシステムの無線信号受信スロットと同期させて移動局と基地局サブシステム間の伝送遅延を補償し、前記受信スロットが、基地局サブシステムによって動的に割り振られるアップリンク及び／又はダウンリンク・ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、該基地局サブシステムが、
移動局に対して単一のタイミング用先行インデックスを割り振るための第１の割り振り手段であって、該先行インデックスは、移動局が基地局サブシステムへタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレームを識別し、更に、基地局サブシステムが更新されたタイミング用先行値を移動局へ伝送する前記マルチフレーム構造の少なくとも１つ以上のアイドル・フレームを認識するように成される前記第１の割り振り手段と、
移動局に対してアイドル・フレーム・スロット番号を割り振るための第２の割り振り手段であって、前記タイミング用アクセス・バーストと前記タイミング用先行値とを伝送するとき、前記スロット番号が、前記アイドル・フレームのタイム・スロットの識別を行うようになっている前記第２の割り振り手段と、
前記タイミング用先行インデックスと前記アイドル・フレーム・スロット番号とを移動局へ伝送するための伝送手段とを有する前記基地局サブシステムを特徴とする。
【００２９】
本発明の第４の形態によれば、基地局サブシステムと、該基地局サブシステムと交信するための複数の移動局を有する無線電話ネットワークが提供され、該基地局サブシステムは、
基地局サブシステムから移動局へユーザー・データを伝送するためのダウンリンク・チャネルを定義し、更に、移動局から基地局サブシステムへユーザー・データを伝送するためのアップリンク・チャネルを定義するチャネル割り振り手段であって、前記チャネルが各々時分割多重接続フレームにおいて少なくとも１つの動的に割り振られたタイム・スロットを有し、その場合、アップリンクとダウンリンク・チャネルの各々に割り振られたタイム・スロットの数が必ずしも等しいというわけではなく、また、必ずしも一定の時間的関係を持っているというわけではないように成される前記手段と、
移動局と基地局サブシステム間の無線伝送遅延を示すタイミング用先行値を所定時刻に決定するための測定手段とを有し、
前記基地局サブシステムが、前記基地局サブシステムから前記移動局へ一度前記タイミング用先行値を伝送するための伝送手段を有し、
前記移動局が、上記受信したタイミング用先行値を用いて、基地局サブシステムにおいて割り振られた基地局サブシステム用受信スロットで伝送データを受信するために、アップリンクとダウンリンク・チャネルの双方について、前記移動局において伝送スロットを先行させるための無線伝送制御手段を有することを特徴とする。
【００３０】
本発明の第５の形態によれば、本発明の第３の形態または第４の上記形態の無線電話ネットワークにおいて用いるための基地局サブシステムが提供される。
【００３１】
本発明の第６の形態によれば、本発明の上記第３または第４の形態の無線電話ネットワークで用いるための移動局が提供され、前記無線電話ネットワークは、基地局サブシステムと、基地局サブシステムと交信するための複数の移動局とを有し、移動局の無線信号伝送スロットを該基地局サブシステムの無線信号受信スロットと同期させて移動局と基地局サブシステム間の伝送遅延を補償し、前記受信スロットが、前記基地局サブシステムによって動的に割り振られるアップリンク用及び／又はダウンリンク用ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、前記移動局が、
受信手段であって、
前記基地局サブシステムにおいて移動局に対して割り振られる単一のタイミング用先行インデックスであって、移動局が前記基地局サブシステムへタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレームを識別する前記インデックスと、
前記マルチフレーム構造の中の少なくとも１つの更なるアイドル・フレームであって、前記移動局に更新されたタイミング用先行値を備えた前記アイドル・フレームと、
前記タイミング用アクセス・バーストと前記タイミング用先行値とを伝送するとき、前記アイドル・フレームの中でタイム・スロットを識別するための、前記基地局サブシステムにおいて移動局に対して割り振られたアイドル・フレーム・スロット番号とを受信するための前記受信手段と、
前記移動局に割り振られるすべてのユーザー・データ・チャネル用のタイミング用先行値を判定するために前記タイミング用先行インデックスと前記アイドル・フレーム・スロット番号とを用いてデータを伝送するための伝送手段とを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明の第７の形態によれば、無線電話ネットワークにおいて用いるための移動局が提供される。前記無線電話ネットワークは、基地局サブシステムと該基地局サブシステムと交信するための複数の移動局とを有し、この場合、移動局の無線信号伝送スロットを基地局サブシステムの無線信号受信スロットと同期させて前記移動局と前記基地局サブシステムとの間の伝送遅延を補償し、前記受信スロットは、前記基地局サブシステムによって動的に割り振られる、アップリンク及び／又はダウンリンク・ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、前記移動局は、
前記基地局サブシステムから前記移動局へ一度タイミング用先行値を受信するための受信手段と、
前記基地局サブシステムにおいて、前記割り振られた基地局サブシステムの受信スロットで伝送データが受信されるように、前記受信されたタイミング用先行値を用いて前記アップリンクと前記ダウンリンク・チャネルの双方について、前記移動局の伝送スロットを先行させるための無線伝送制御手段とを有することを特徴とする。
【００３３】
本発明をより良く理解するために、そして、本発明がどのように効果的に実施されるかを示すために、本発明はここで例を挙げることによって説明される。
【００３４】
図面を参照することにより本発明を理解することができる。上述したように、また、現在の提案に準拠して、セルラー電話網の移動局（ＭＳ）、或いは基地局サブシステム（ＢＳＳ）のいずれかがＭＳとＢＳＳ間でＧＰＲＳ通信を要求するとき、ダウンリンク・チャネル（ＢＳＳＭＳへのユーザー・データ伝送）、或いはアップリンク・チャネル（ＭＳからＢＳＳへのユーザー・データ伝送）のいずれか、または、その双方（双方向通信）は、ＢＳＳによって定義される。この定義には、定義されたチャネルに対する一連のＴＤＭＡフレームの範囲内における特定のタイム・スロットの割り振り（無線ブロック構成）と、特定のリソース割り当てメッセージをＭＳへ伝送することによる、ＭＳへの割り振りの通知が必然的に伴う。
【００３５】
ここに記載された本発明の実施の形態では、ＭＳとＢＳＳの間で定義されるユーザー・データ・チャネルの数の如何にかかわらず、各ＭＳには、単一のタイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）と、単一のアイドル・フレーム・スロット番号しか割り振られない。このＴＡＩによって、現行のＧＰＲＳ提案について定義されているＴＡＩの機能とまったく同じ機能を行うことができる。すなわち、ＭＳがそのタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で、このＴＡＩによって１つのアイドル・フレームが識別され、ＭＳ用として新しく更新されたＴＡＶが伝送される４つのアイドル・フレーム・シーケンスが識別され、更に、このＴＡＩによって、ＭＳがＴＡＶパケットを復号化してＭＳ用のＴＡＶを回復することが可能となる。同様に、ＭＳに対して割り振られたアイドル・フレーム・スロット番号によって、アイドル・フレームのスロットが識別される。このアイドル・フレームで、ＭＳ用のタイミング用アクセス・バーストが伝送され、更にＴＡＶパケットが伝送されることになる。しかし、タイミング用アクセス・バーストとＴＡＶとはＭＳに対して割り振られたすべてのチャネルに共通である。（アップリンク・チャネルとダウンリンク・チャネルの双方と関連する）すべてのアップリンク伝送について同じタイミング用先行値を使用することができるので、すべてのチャネルについてタイミング用先行情報の伝送を繰り返す必要がなくなる。
【００３６】
本発明の範囲から逸脱せずに以上記載の実施の形態に対して改変を行うことができることは理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、ＧＰＲＳマルチフレームの５２個のＴＤＭＡフレームへの分割とＴＤＭＡフレームの８つのタイム・スロットへの分割を図示するものである。
【図２】 図２は、ＧＳＭ／ＧＰＲＳデジタルセルラー電話ネットワークのアーキテクチャを概略的に図示するものである。
【図３】 図３は、移動局からの伝送に適用されるタイミングの先行を例示するものである。
【図４】 図４は、移動局と基地局サブシステム間でのタイミング用先行情報の交換を例示するものである。
【図５】 図５は、ＧＰＲＳにおいて用いられるマルチフレーム構造を例示するものである。
【図６】 図６は、いくつかの移動局用のタイミング用先行値を搬送するＴＡＶデータ・パケットを例示するものである。
【符号の説明】
ＢＳＣ…基地局コントローラ
ＢＳＳ…基地局サブシステム
ＢＴＳ…基地送受信局
ＧＧＳＮ…ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード
ＧＰＲＳ…一般パケット無線サービス
ＧＳＭ…移動通信用広域システム
ＨＬＲ…ホーム・ロケーション・レジスタ
ＭＳ…移動局
ＭＳＣ…移動交換センター
ＰＣ／ＰＤＡ…パーソナル・コンピュータ/ 個人用情報端末
ＰＳＴＮ…公衆交換電話通信網
ＳＧＳＮ…サービングＧＰＲＳサポートノード
ＳＳ７…共通線信号方式Ｎｏ．７
ＴＤＭＡ…時分割多重接続
ＵＭＴＳ…全世界移動通信サービス
［発明の属する技術分野］
本発明はパケット交換無線電話サービスに関する。特に、本発明は一般パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）に適用可能であるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【０００２】
［従来の技術］
ＧＳＭ（広域移動通信システム）のような現在のデジタルセルラー電話システムは音声通信に重点を置いて設計されたものである。データは通常、移動局（ＭＳ）と基地局サブシステム（ＢＳＳ）との間で、いわゆる「回線交換」伝送モードを用いてエアインターフェースを介して伝送される。このモードでは１つの周波数帯域で一定間隔で離間した一連のタイム・スロットが通話中保留される。伝送対象の情報の流れが比較的連続している音声通信については、回線交換伝送モードが効率的であることは理にかなっている。しかし、インターネットへのアクセスやファクシミリ送信などのようなデータ・コール中は、データの流れが“バースト(bursty)”になり、回線交換でタイムスロットを長時間保留することはエアインターフェースの不経済な使用を意味するものとなる。
【０００３】
デジタルセルラー電話システムを利用するデータサービスに対する要望が急速に増加していることを考慮して、一般パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）として知られる新しいＧＳＭベースのサービスが欧州通信規格協会（ＥＴＳＩ）によって現在標準化されており、勧告ＧＳＭ０３．６０で用語全体が定義されている。ＧＰＲＳはデータ伝送を行うための伝送能力の動的割り振りを提供するものである。すなわち、伝送対象のデータが存在するときに限って特定のＭＳからＢＳＳリンクへ１つの周波数帯域（または複数の周波数帯域）のタイム・スロットが割り振られる。伝送対象のデータが存在しない場合は物理チャネルの不要な保留は回避される。
【０００４】
［発明の実施の態様］
この技術と、本発明の実施方法を説明するために、例を挙げて、添付図面を参照する。ＧＰＲＳは、従来のＧＳＭ回線交換伝送と接続して動作するものであり、データ通信と音声通信双方用のエアインターフェースの効率的利用を意図するものである。したがってＧＰＲＳではＧＳＭ用として定義されている構造に類似した基本チャネル構造が利用される。ＧＰＲＳでは、所定の周波数帯域は時間領域で分割され、マルチフレームに変えられる。次いで各マルチフレームは５２個のＴＤＭＡ（時分割多重接続）フレームから構成される。ＴＤＭＡフレーム長は４．６１５ｍｓであり、各ＴＤＭＡフレームは等しい持続時間を持つ８つの連続スロットに順次分割される。図１に例示されているこのフレーム構造はＢＳＳにおける伝送および受信時間に関連するものである。
【０００５】
従来の回線交換伝送モードではコールが開始されると、２つの仲介スロットで分離された２つのそれぞれのタイム・スロットを一連の各ＴＤＭＡフレームに保留することにより、ＢＳＳでのそのコール用の２つの物理チャネルが定義される。これら２つの物理チャネルのうちの一方によって、ＢＳＳからＭＳへユーザー・データを搬送するためのダウンリンク・チャネルが設けられ、一方、もう一方のチャネルによって、ＭＳからＢＳＳへユーザー・データを搬送するためのアップリンク・チャネルが設けられる。
【０００６】
ＧＰＲＳの導入に伴い（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ ネットワーク全体を示すアーキテクチャが図２に例示されている）、アップリンクおよびダウンリンク・チャネル用として割り振られたタイム・スロット間での固定的関係はもはや適用されなくなる。タイム・スロットは、要求と、容量と、ＭＳマルチスロット・クラスに従って、所定のＭＳのアップリンク・チャネルとダウンリンク・チャネルに対して動的に割り当てることができる。したがって、例えば、アップリンク・チャネルに対して２つのスロットを割り振った状態で、所定のいずれのＴＤＭＡフレームにおいても、ダウンリンク・チャネルに対して１つのタイム・スロットを割り振ることができる。また、アップリンクおよびダウンリンクの割り振られたスロット間には一定の時間的関係が存在しない。スロット割り振りはチャネル・セット・アップ中にＭＳに対して通知される。
【０００７】
ＭＳがまず第１にＧＰＲＳセルラーネットワークと接続すると、リスンしているすべてのＭＳに対してＢＳＳから伝送される同期チャネル（ＳＣＨ）による搬送情報を用いてＭＳは自身をＢＳＳに同期させる。同期には、５２個のＴＤＭＡフレーム・サイクルを持つＭＳ中のカウンタ・モジュロの初期化が含まれる。ユーザー・データ伝送チャネル（アップリンクかダウンリンクのいずれか、または、その双方）が要求されたとき、ユーザー・データ用タイム・スロットがＢＳＳによって割り振られ、この割り振りはＭＳへ通知される。連続するＴＤＭＡフレームの中で割り振られたタイム・スロットは、ＭＳまたはＢＳＳによってチャネル解除が選択されるまで一定数のフレームについて保留することができる。ＢＳＳからＭＳへデータ伝送を行うために、伝送スロットはモジュロ・カウンタによって定義された伝送スロットと一致する。したがってＭＳには、ＭＳに割り振られたスロットをいつ“リスン(listen)”すべきかがわかる。
【０００８】
このようにして、ＢＳＳ放送同期チャネルを用いてＭＳの受信装置の正確な同期を容易に行うことができる。しかし、ＭＳの送信装置の同期は多少複雑である。ＭＳ（ＭＳTX）からＢＳＳへ伝送されるデータは、割り振られたタイム・スロット（ＢＳＳRX）でＢＳＳに到達しなければならないので、（モジュロ・カウンタにより定義された時刻に対してタイミング用先行値ＴＡＶ分だけ）伝送データを先行させて、ＭＳからＢＳＳへの伝送遅延を補償する必要がある（図３に例示されているように、スロット番号２はＭＳが伝送を行うために保留される）。更に、ＭＳは、ＢＳＳに比べて高速に移動する場合があるので、規則的な間隔で伝送遅延を再計算し、ＭＳに対して更新値を出力する必要がある。
【０００９】
ＭＳからＢＳＳへユーザー・データを伝送するためにアップリンク・チャネルが確立されたとき、ＴＡＶが要求されることは明らかであろう。しかし、ダウンリンク・チャネルが確立されたときにも、ユーザー・データはＢＳＳからＭＳへ到来しているものの、ある種の信号用データ（例えば肯定応答など）が逆方向（すなわちアップリンク方向）に進んでいるので、ＴＡＶの要求が行われる。
【００１０】
ＧＰＲＳ勧告ＧＳＭ０３．６０では、アップリンク・パケット・タイミング用先行制御チャネル（ＰＴＣＣＨ）チャネルで、８個のマルチフレーム毎に１回、ＭＳによって“タイミング用アクセス・バースト”がＢＳＳへ伝送される。ＭＳに割り振られている各チャネル（アップリンクおよびダウンリンク）について１つのアクセス・バーストが伝送される。タイミング用アクセス・バーストはこの目的のためにＭＳへ割り振られたスロットで伝送される。この場合の伝送には先行するＴＡＶがないので、ＢＳＳは、ＢＳＳの時間軸に対するアクセス・バースト中のタイム・シフトを測定することによりＴＡＶの測定を行うことができる。ＭＳに割り振られた各チャネル用のＴＡＶは、（ダウンリンクＰＴＣＣＨで）ＭＳへ伝送され、８個のマルチフレーム毎に１回更新される、即ち、各々の新しい対応するタイミング用アクセス・バーストの受信後に更新される。この処理は図４に概略的に例示されている。
【００１１】
図５は、ｎからｎ＋７の８つの連続するマルチフレームを例示する図であり、その各々は５２個のＴＤＭＡフレームを有する。このマルチフレーム構造によって、Ｂ０からＢ１１の１２個の無線ブロックが設けられ、各無線ブロックは４個の連続するＴＤＭＡフレームを有する。これらの無線ブロックは、ユーザー・データ（また若干の信号情報）の伝送を行うために利用される。現在のＧＰＲＳ提案では、１６個までの異なるダウンリンク・チャネルまたは８個までの異なるアップリンク・チャネルに対してＴＤＭＡフレームの各スロットを同時に割り振ることができる。したがって、ダウンリンク・チャネルの場合、ＭＳは、各ＴＤＭＡフレームのＭＳに割り振られたスロットの間、（ＭＳのモジュロ・カウンタによって定義された時間軸に従って）リスンし、受信信号を復号化して、その信号がＭＳ用として意図されたものであるかどうかの決定を行わなければならない。
【００１２】
各マルチフレームにはまた４つの“アイドル”ＴＤＭＡフレーム（図５の８つのマルチフレーム構造の中で０から３１の番号が付けられる）が含まれる。偶数番号のアイドル・フレームの０、２、４などは、ＭＳからＢＳＳへ伝送されるタイミング用アクセス・バーストを容れるために用いられ、一方、奇数番号のアイドル・フレームの１、３、５などは、ＢＳＳからＭＳへ伝送されるＴＡＶを容れるために用いられる。前者について考える場合、１つのタイム・スロットには１つのタイミング用アクセス・バーストを容れることができる。各タイムスロットに対して１６個のチャネルを割り振ることができると仮定すれば、アクセス・バースト用として割り振られた１つのマルチフレーム当たり２つのアイドル・フレーム（例えばマルチフレームＮの中にアイドル・フレーム０と２）として、最大限可能な数のタイミング用アクセス・バーストを送るのに図５に図示の８個すべてのマルチフレームが必要となる。
【００１３】
ＢＳＳからＭＳへのＴＡＶの伝送について考えると、計算が終るとすぐに、所定のタイム・スロットに割り振られた、（最大の割り振りを想定した）１６チャネル用のＴＡＶが符号化され、分割(split）パケットとして伝送される。したがって、スロット０に割り振られたチャネル用ＴＡＶを搬送するパケットは、ＴＡＶ用として割り振られた４つの連続するアイドルＴＤＭＡフレーム（例えばアイドル・フレーム１、３、５、７）の各々の第１スロットで伝送される。同様に、スロット１に割り振られたチャネル用ＴＡＶは、上記の同じアイドル・フレームの各々の第２スロットで伝送される。スロット２、３などに割り振られたチャネルについても同様である。
【００１４】
すべてのチャネルについて、および、すべてのスロットの２つの連続するマルチフレームについてＴＡＶの送信を行うことが可能であることが理解できよう。次の２つのマルチフレーム（例えばアイドル・フレーム９、１１、１３、１５）で次のＴＡＶパケットが伝送される前に、チャネルの各々について新しいＴＡＶがＢＳＳによって計算される。該チャネル用として、前回の２つのマルチフレーム、即ち、各スロットに対して４つのチャネル、でＢＳＳによりタイミング用アクセス・バーストの受信が行われた。次いで、これらの新しい値は各スロットについて１２個の“古い”ＴＡＶと共に伝送される。所定のチャネル用ＴＡＶが、８個のマルチフレーム毎に１回しか更新されないので、ＭＳにはその割り振られたＴＡＶを受信するのに４回のチャンスが与えられることになる。しかし、ＭＳは、第１の伝送でそのＴＡＶ(s) を正しく受信した場合には、次の６個のマルチフレームでＴＡＶアイドル・フレームのいずれをもリスンする必要がなくなる。
【００１５】
チャネル設定段階中、ＢＳＳは、データの伝送または受信を行うために無線ブロックＴＤＭＡフレームで、ＭＳに対して少なくとも１つのスロットを割り振る。またＢＳＳは、チャネルに対して、アイドル・フレーム用スロット番号と、４ビットのタイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）とを割り振る。ＴＡＩは３つの目的に適うものである。第１に、ＴＡＩによって、８つのマルチフレーム構造の中に存在する全てのアイドル・フレームのなかで当該アイドル・フレームの識別が行われる。このアイドル・フレームの中で、ＭＳは、対応するチャネル用のタイミング用アクセス・バーストを（指定されたタイム・スロットで）伝送しなければならない。第２に、ＴＡＩは、当該チャネル用の新しく更新されたＴＡＶを伝送する４つのアイドル・フレームの連続を識別する。このフレームの連続の中で、この新しく更新された連続からＭＳがＴＡＶを正しく受信なかった場合には、ＭＳは残りのアイドル・フレームだけをリスンする。第３に、ＴＡＩによって、ＴＡＶパケットからＭＳが自分自身のＴＡＶを回復すことが可能になる。このＴＡＶの回復処理手順が図６に例示されている。
【００１６】
すべてのＭＳがＢＳＳとの双方向通信に関わる、即ち、１台のＭＳ当たり２チャネルがある、と仮定すると、以上略述した信号伝送構造によって、所定のいずれのタイム・スロットについても、８個のマルチフレーム毎に１６個のアクセス・バーストしか送信できないために、８台のＭＳしか単一のタイム・スロットを共有できないことになる。
【００１７】
ＵＳ５６４２３５５は、ネットワーク容量を大きく減じることなくセル・サイズを大きくする発明に関するものである。ＷＯ９７２７７１１は、移動局と基地局間の無線伝送遅延を測定することより、移動局が位置する無線カバーエリアに移動局を配置する発明に関するものである。
【００１８】
ＵＳ５５０２７２１は従来型の回線交換データ接続でのパケットデータ転送に関するものである。パケット・モード転送を行うために、転送要求メッセージがランダム・アクセス・タイプの編成チャネルを介して移動局からまず送信される。セルラー無線システムは、このメッセージからタイミング用先行値を計算し、移動局に対して正しいタイミング用先行値を出力する。移動局は、基地局の動作に関してメッセージの転送タイミングをとることにより、ランダム・アクセス・タイプの編成チャネルで転送要求より長いメッセージのデータ・パケットを送信することができる。
【００１９】
ＧＰＲＳ勧告ＧＳＭ０３．６０は最も近い先行技術と考えられている。
【００２０】
［発明が解決しようとする課題］
タイミング用先行情報の送受信用アイドル・フレームにおいて、同じタイム・スロットを使用できる移動局の数を増やすことが本発明の目的である。この目的および他の目的は、移動局のアップリンクとダウンリンク・チャネルに対して単一のタイミング用先行インデックスを割り振ることにより達成される。したがって、アップリンク及びダウンリンク・チャネルの双方は、アップリンク方向伝送用の同じタイミング用先行値を共有することになり、また共通のタイミング用アクセス・バーストを利用することになる。
【００２１】
［課題を解決するための手段］
本発明の第１の形態によれば、基地局サブシステムの無線信号受信スロットと移動局の無線信号伝送スロットとを同期させて移動局と基地局サブシステム間の伝送遅延を補償する方法が提供され、前記無線信号受信スロットは、基地局サブシステムによって動的に割り振られたアップリンク用及び／又はダウンリンク用ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、該同期方法は、
基地局サブシステムにおいて、単一のタイミング用先行インデックスを移動局に対して割り振るステップであって、該先行インデックスは、移動局が基地局サブシステムへタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレームを識別し、更に、基地局サブシステムが更新されたタイミング用先行値を移動局へ伝送する前記マルチフレーム構造の中の少なくとも１つ以上のアイドル・フレームを認識するように成される前記ステップと、 基地局サブシステムにおいて、アイドル・フレーム・スロット番号と、前記タイミング用アクセス・バーストと前記タイミング用先行値とを伝送するとき、前記アイドル・フレーム中のタイム・スロットの識別を行うための前記スロット番号を移動局に対して割り振るステップと、
前記タイミング用先行インデックスと前記アイドル・フレーム・スロット番号とを移動局へ伝送するステップと、
移動局において、前記タイミング用先行インデックスと前記アイドル・フレーム・スロット番号とを連続して用いて、移動局に対して割り振られたすべてのユーザー・データ・チャネル用のタイミング用先行値を決定するステップとを有する。
【００２２】
本発明の実施の形態によって、単一の移動局に対して割り振られたすべてのチャネル間での単一のタイミング用先行インデックスの共有が行われる。この共有によって、移動局数が最大化され、タイミング用先行情報、すなわちタイミング用アクセス・バーストとタイミング用先行値の送受信用アイドル・フレームにおいてタイム・スロットの共有が可能となる。タイミング用先行値を得るために移動局がリスンし、移動局がタイミング用アクセス・バーストを伝送しなければならないスロット数も減少する。
【００２３】
本発明のＧＰＲＳへの適用例では、前記マルチフレーム構造は８個のマルチフレームから成り、各マルチフレームは５２個のＴＤＭＡフレームから成り、各ＴＤＭＡフレームは８個のタイム・スロットから成る。
【００２４】
本発明の第２の形態によれば、基地局サブシステムの無線信号受信スロットと移動局の無線信号伝送スロットとを同期させて移動局と基地局サブシステム間の伝送遅延を補償する方法が提供され、該方法は、
基地局サブシステムにおいて、基地局サブシステムから移動局へユーザー・データを伝送するためのダウンリンク・チャネルを定義し、移動局から基地局サブシステムへユーザー・データを伝送するためのアップリンク・チャネルを定義するステップであって、前記チャネルが各々時分割多重接続フレームにおいて少なくとも１つの動的に割り振られたタイム・スロットを有し、その場合、アップリンクとダウンリンク・チャネルの各々に割り振られたタイム・スロットの数が必ずしも等しいというわけではなく、また、必ずしも一定の時間的関係を持っているというわけではないように成される前記ステップと、
移動局と基地局サブシステム間の無線伝送遅延を示すタイミング用先行値を所定時刻に基地局サブシステムにおいて決定するステップと、
基地局サブシステムから移動局へ一度タイミング用先行値を伝送するステップと、
移動局において該タイミング用先行値を用いて、アップリンクとダウンリンク・チャネルの双方について、移動局において伝送スロットを先行させて、基地局サブシステムにおいて、割り振られた基地局サブシステム受信スロットで伝送データを受信できるように成すステップとを更に有する前記方法を特徴とする。
【００２５】
好適には、前記タイミング用先行値が、基地局サブシステムから移動局へデータ・パケットで伝送され、前記パケットには同じ基地局サブシステムと交信する他の移動局と関連するタイミング用先行値もまた含まれることが望ましい。複数の時分割多重接続フレームを介してこのデータ・パケットを配布してもよい。
【００２６】
好適には、本方法が、所定の間隔の後タイミング用先行値を更新し、その他の移動局についての更新値を含む新しいデータ・パケットの一部としてこの更新値を伝送するステップを有することが望ましい。
【００２７】
好適には、本方法が、チャネル設定段階中、アップリンクとダウンリンク・チャネルに対して共通のタイミング用先行インデックスを割り振るステップを有することが望ましい。該インデックスによって移動局が、対応するタイミング用先行値を前記データ・パケットから抽出することが可能になる。
【００２８】
本発明の第３の形態によれば、基地局サブシステムと、該基地局サブシステムと交信するための複数の移動局を有する無線電話ネットワークが提供される。この無線電話ネットワークにおいて、移動局の無線信号伝送スロットを基地局サブシステムの無線信号受信スロットと同期させて移動局と基地局サブシステム間の伝送遅延を補償し、前記受信スロットが、基地局サブシステムによって動的に割り振られるアップリンク及び／又はダウンリンク・ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、該基地局サブシステムが、
移動局に対して単一のタイミング用先行インデックスを割り振るための第１の割り振り手段であって、該先行インデックスは、移動局が基地局サブシステムへタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレームを識別し、更に、基地局サブシステムが更新されたタイミング用先行値を移動局へ伝送する前記マルチフレーム構造の少なくとも１つ以上のアイドル・フレームを認識するように成される前記第１の割り振り手段と、
移動局に対してアイドル・フレーム・スロット番号を割り振るための第２の割り振り手段であって、前記タイミング用アクセス・バーストと前記タイミング用先行値とを伝送するとき、前記スロット番号が、前記アイドル・フレームのタイム・スロットの識別を行うようになっている前記第２の割り振り手段と、
前記タイミング用先行インデックスと前記アイドル・フレーム・スロット番号とを移動局へ伝送するための伝送手段とを有する前記基地局サブシステムを特徴とする。
【００２９】
本発明の第４の形態によれば、基地局サブシステムと、該基地局サブシステムと交信するための複数の移動局を有する無線電話ネットワークが提供され、該基地局サブシステムは、
基地局サブシステムから移動局へユーザー・データを伝送するためのダウンリンク・チャネルを定義し、更に、移動局から基地局サブシステムへユーザー・データを伝送するためのアップリンク・チャネルを定義するチャネル割り振り手段であって、前記チャネルが各々時分割多重接続フレームにおいて少なくとも１つの動的に割り振られたタイム・スロットを有し、その場合、アップリンクとダウンリンク・チャネルの各々に割り振られたタイム・スロットの数が必ずしも等しいというわけではなく、また、必ずしも一定の時間的関係を持っているというわけではないように成される前記手段と、
移動局と基地局サブシステム間の無線伝送遅延を示すタイミング用先行値を所定時刻に決定するための測定手段とを有し、
前記基地局サブシステムが、前記基地局サブシステムから前記移動局へ一度前記タイミング用先行値を伝送するための伝送手段を有し、
前記移動局が、上記受信したタイミング用先行値を用いて、基地局サブシステムにおいて割り振られた基地局サブシステム用受信スロットで伝送データを受信するために、アップリンクとダウンリンク・チャネルの双方について、前記移動局において伝送スロットを先行させるための無線伝送制御手段を有することを特徴とする。
【００３０】
本発明の第５の形態によれば、本発明の第３の形態または第４の上記形態の無線電話ネットワークにおいて用いるための基地局サブシステムが提供される。
【００３１】
本発明の第６の形態によれば、本発明の上記第３または第４の形態の無線電話ネットワークで用いるための移動局が提供され、前記無線電話ネットワークは、基地局サブシステムと、基地局サブシステムと交信するための複数の移動局とを有し、移動局の無線信号伝送スロットを該基地局サブシステムの無線信号受信スロットと同期させて移動局と基地局サブシステム間の伝送遅延を補償し、前記受信スロットが、前記基地局サブシステムによって動的に割り振られるアップリンク用及び／又はダウンリンク用ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、前記移動局が、
受信手段であって、
前記基地局サブシステムにおいて移動局に対して割り振られる単一のタイミング用先行インデックスであって、移動局が前記基地局サブシステムへタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレームを識別する前記インデックスと、
前記マルチフレーム構造の中の少なくとも１つの更なるアイドル・フレームであって、前記移動局に更新されたタイミング用先行値を備えた前記アイドル・フレームと、
前記タイミング用アクセス・バーストと前記タイミング用先行値とを伝送するとき、前記アイドル・フレームの中でタイム・スロットを識別するための、前記基地局サブシステムにおいて移動局に対して割り振られたアイドル・フレーム・スロット番号とを受信するための前記受信手段と、
前記移動局に割り振られるすべてのユーザー・データ・チャネル用のタイミング用先行値を判定するために前記タイミング用先行インデックスと前記アイドル・フレーム・スロット番号とを用いてデータを伝送するための伝送手段とを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明の第７の形態によれば、無線電話ネットワークにおいて用いるための移動局が提供される。前記無線電話ネットワークは、基地局サブシステムと該基地局サブシステムと交信するための複数の移動局とを有し、この場合、移動局の無線信号伝送スロットを基地局サブシステムの無線信号受信スロットと同期させて前記移動局と前記基地局サブシステムとの間の伝送遅延を補償し、前記受信スロットは、前記基地局サブシステムによって動的に割り振られる、アップリンク及び／又はダウンリンク・ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、前記移動局は、
前記基地局サブシステムから前記移動局へ一度タイミング用先行値を受信するための受信手段と、
前記基地局サブシステムにおいて、前記割り振られた基地局サブシステムの受信スロットで伝送データが受信されるように、前記受信されたタイミング用先行値を用いて前記アップリンクと前記ダウンリンク・チャネルの双方について、前記移動局の伝送スロットを先行させるための無線伝送制御手段とを有することを特徴とする。
【００３３】
本発明をより良く理解するために、そして、本発明がどのように効果的に実施されるかを示すために、本発明はここで例を挙げることによって説明される。
【００３４】
図面を参照することにより本発明を理解することができる。上述したように、また、現在の提案に準拠して、セルラー電話網の移動局（ＭＳ）、或いは基地局サブシステム（ＢＳＳ）のいずれかがＭＳとＢＳＳ間でＧＰＲＳ通信を要求するとき、ダウンリンク・チャネル（ＢＳＳＭＳへのユーザー・データ伝送）、或いはアップリンク・チャネル（ＭＳからＢＳＳへのユーザー・データ伝送）のいずれか、または、その双方（双方向通信）は、ＢＳＳによって定義される。この定義には、定義されたチャネルに対する一連のＴＤＭＡフレームの範囲内における特定のタイム・スロットの割り振り（無線ブロック構成）と、特定のリソース割り当てメッセージをＭＳへ伝送することによる、ＭＳへの割り振りの通知が必然的に伴う。
【００３５】
ここに記載された本発明の実施の形態では、ＭＳとＢＳＳの間で定義されるユーザー・データ・チャネルの数の如何にかかわらず、各ＭＳには、単一のタイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）と、単一のアイドル・フレーム・スロット番号しか割り振られない。このＴＡＩによって、現行のＧＰＲＳ提案について定義されているＴＡＩの機能とまったく同じ機能を行うことができる。すなわち、ＭＳがそのタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で、このＴＡＩによって１つのアイドル・フレームが識別され、ＭＳ用として新しく更新されたＴＡＶが伝送される４つのアイドル・フレーム・シーケンスが識別され、更に、このＴＡＩによって、ＭＳがＴＡＶパケットを復号化してＭＳ用のＴＡＶを回復することが可能となる。同様に、ＭＳに対して割り振られたアイドル・フレーム・スロット番号によって、アイドル・フレームのスロットが識別される。このアイドル・フレームで、ＭＳ用のタイミング用アクセス・バーストが伝送され、更にＴＡＶパケットが伝送されることになる。しかし、タイミング用アクセス・バーストとＴＡＶとはＭＳに対して割り振られたすべてのチャネルに共通である。（アップリンク・チャネルとダウンリンク・チャネルの双方と関連する）すべてのアップリンク伝送について同じタイミング用先行値を使用することができるので、すべてのチャネルについてタイミング用先行情報の伝送を繰り返す必要がなくなる。
【００３６】
本発明の範囲から逸脱せずに以上記載の実施の形態に対して改変を行うことができることは理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、ＧＰＲＳマルチフレームの５２個のＴＤＭＡフレームへの分割とＴＤＭＡフレームの８つのタイム・スロットへの分割を図示するものである。
【図２】 図２は、ＧＳＭ／ＧＰＲＳデジタルセルラー電話ネットワークのアーキテクチャを概略的に図示するものである。
【図３】 図３は、移動局からの伝送に適用されるタイミングの先行を例示するものである。
【図４】 図４は、移動局と基地局サブシステム間でのタイミング用先行情報の交換を例示するものである。
【図５】 図５は、ＧＰＲＳにおいて用いられるマルチフレーム構造を例示するものである。
【図６】 図６は、いくつかの移動局用のタイミング用先行値を搬送するＴＡＶデータ・パケットを例示するものである。
【符号の説明】
ＢＳＣ…基地局コントローラ
ＢＳＳ…基地局サブシステム
ＢＴＳ…基地送受信局
ＧＧＳＮ…ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード
ＧＰＲＳ…一般パケット無線サービス
ＧＳＭ…移動通信用広域システム
ＨＬＲ…ホーム・ロケーション・レジスタ
ＭＳ…移動局
ＭＳＣ…移動交換センター
ＰＣ／ＰＤＡ…パーソナル・コンピュータ/ 個人用情報端末
ＰＳＴＮ…公衆交換電話通信網
ＳＧＳＮ…サービングＧＰＲＳサポートノード
ＳＳ７…共通線信号方式Ｎｏ．７
ＴＤＭＡ…時分割多重接続
ＵＭＴＳ…全世界移動通信サービス
Claims (14)
- 基地局サブシステム（ＢＳＳ）の無線信号受信スロット（０．．．７）と、移動局（ＭＳ）の無線信号伝送スロットとを同期させて、移動局（ＭＳ）と基地局サブシステム（ＢＳＳ）との間の伝送遅延を補償する方法であって、前記無線信号受信スロットが、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）によって動的に割り振られたアップリンク用及び／又はダウンリンク用ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応するように成される前記同期方法において、
前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）において、単一のタイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）を前記移動局（ＭＳ）に対して割り振るステップであって、前記インデックスは、前記移動局（ＭＳ）が前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）へタイミング用アクセス・バースト（ＴＡＶ）を伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレーム（０，２，４，．．．３０）を識別し、更に、基地局サブシステム（ＢＳＳ）が更新されたタイミング用先行値を移動局（ＭＳ）へ伝送する前記マルチフレーム構造の中で少なくとも１つ以上のアイドル・フレーム（１，３，５，．．．３１）を認識するように成される前記ステップと、
前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）において、アイドル・フレーム・スロット番号と、前記タイミング用アクセス・バースト（ＴＡＶ）と前記タイミング用先行値とを伝送するとき、前記アイドル・フレームの中のタイム・スロットの識別を行うための前記スロット番号を移動局（ＭＳ）に対して割り振るステップと、 前記タイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）と前記アイドル・フレーム・スロット番号とを前記移動局（ＭＳ）へ伝送するステップと、
前記移動局（ＭＳ）において、前記タイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）と前記アイドル・フレーム・スロット番号とを連続して用いて、前記移動局（ＭＳ）に対して割り振られたすべてのユーザー・データ・チャネル用のタイミング用先行値を決定するステップとを有することを特徴とする同期方法。 - 一般パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）の一部を形成する同期方法であって、前記マルチフレーム構造が８個のマルチフレーム（ｎ，ｎ＋１，．．．ｎ＋７）から成り、各マルチフレームが５２個のＴＤＭＡフレームから成り、各ＴＤＭＡフレームが８個のタイム・スロット（０，１，．．．７）から成ることを特徴とする請求項１に記載の同期方法。
- 前記タイミング用先行値（ＴＡＶ）が、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）から前記移動局（ＭＳ）へデータ・パケットで伝送され、前記パケットには同じ基地局サブシステム（ＢＳＳ）と交信する他の移動局と関連するタイミング用先行値（ＴＡＶ）もまた含まれることを特徴とする請求項１または２に記載の同期方法。
- 前記データ・パケットが４つのタイム・スロットの間で、マルチフレーム構造の４つのアイドル・フレーム（９，１１，１３，１５）の各々の中で１スロットに分割され、前記移動局（ＭＳ）に対して割り当てられている前記アイドル・フレーム・スロット番号に対応することを特徴とする請求項２に従属する請求項３に記載の同期方法。
- 前記基地局サブシステムによる前記タイミング用アクセス・バーストの受信後に、すべてのマルチフレーム構造の前記タイミング用先行値を一度更新するステップを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
- 基地局サブシステム（ＢＳＳ）の無線信号受信スロットと、移動局（ＭＳ）の無線信号伝送スロットとを同期させて移動局（ＭＳ）と基地局サブシステム（ＢＳＳ）との間の伝送遅延を補償する方法において、
基地局サブシステム（ＢＳＳ）において、基地局サブシステム（ＢＳＳ）から移動局（ＭＳ）へユーザー・データを伝送するためのダウンリンク・チャネルを定義し、移動局（ＭＳ）から基地局サブシステム（ＢＳＳ）へユーザー・データを伝送するためのアップリンク・チャネルを定義するステップであって、前記チャネルが各々時分割多重接続フレームにおいて少なくとも１つの動的に割り振られたタイム・スロットを有し、その場合、アップリンクとダウンリンク・チャネルの各々に割り振られたタイム・スロットの数が必ずしも等しいというわけではなく、また、必ずしも一定の時間的関係を持っているというわけではないように成される前記ステップと、
基地局サブシステム（ＢＳＳ）において、移動局（ＭＳ）と基地局サブシステム（ＢＳＳ）間での無線伝送遅延を示すタイミング用先行値を所定時刻に決定するステップと、
基地局サブシステム（ＢＳＳ）から移動局（ＭＳ）へ一度タイミング用先行値を伝送するステップと、
移動局（ＭＳ）において前記タイミング用先行値（ＴＡＶ）を用いて、アップリンクとダウンリンク・チャネルの双方について、移動局（ＭＳ）において伝送スロットを先行させて、基地局サブシステム（ＢＳＳ）において、割り振られた基地局サブシステム（ＢＳＳ）受信スロットで伝送データを受信できるように成すステップとを更に有することを特徴とする方法。 - 前記タイミング用先行値（ＴＡＶ）が、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）から前記移動局（ＭＳ）へデータ・パケットで伝送され、前記パケットが前記同じ基地局サブシステム（ＢＳＳ）と交信する他の移動局（ＭＳ）と関連するタイミング用先行値をも含むことを特徴とする請求項６に記載の同期方法。
- 所定の間隔後前記タイミング用先行値（ＴＡＶ）を更新し、その他の移動局（ＭＳ）用更新値を含む新しいデータ・パケットの一部として前記更新値を伝送するステップを有することを特徴とする請求項６または７に記載の同期方法。
- チャネル設定段階中、前記アップリンクとダウンリンク・チャネルへ共通のタイミング用先行インデックスを割り振るステップを有し、前記インデックスによって、前記データ・パケットから前記対応するタイミング用先行値を抽出することが可能になることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の方法。
- 基地局サブシステム（ＢＳＳ）と、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）と交信するための複数の移動局（ＭＳ）とを有する無線電話ネットワークであって、前記移動局（ＭＳ）の無線信号伝送スロットを前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）の無線信号受信スロットと同期させて前記移動局（ＭＳ）と前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）との間の伝送遅延を補償する前記無線電話ネットワークにおいて、前記受信スロットが、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）によって動的に割り振られたアップリンク用及び／又はダウンリンク用ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）が、
移動局（ＭＳ）に対して単一のタイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）を割り振るための第１の割り振り手段であって、該先行インデックスが、前記移動局（ＭＳ）が前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）へタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレームを識別し、更に、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）が更新されたタイミング用先行値（ＴＡＶ）を移動局（ＭＳ）へ伝送する前記マルチフレーム構造の少なくとも１つ以上のアイドル・フレームを認識するように成される前記第１の割り振り手段と、
アイドル・フレーム・スロット番号と、前記タイミング用アクセス・バーストと前記タイミング用先行値（ＴＡＶ）とを伝送するとき、前記アイドル・フレームにおいてタイム・スロットの識別を行うための前記スロット番号を移動局（ＭＳ）に対して割り振るための第２の割り振り手段と、
前記タイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）と前記アイドル・フレーム・スロット番号とを移動局（ＭＳ）へ伝送するための伝送手段と、
前記タイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）と前記アイドル・フレーム・スロット番号とを用いて、前記移動局（ＭＳ）に対して割り振られたすべてのユーザー・データ・チャネル用のタイミング用先行値（ＴＡＶ）を決定する伝送手段とを各々有する移動局（ＭＳ）を有することを特徴とする無線電話ネットワーク。 - 基地局サブシステム（ＢＳＳ）と、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）と交信するための複数の移動局（ＭＳ）とを有する無線電話ネットワークにおいて、基地局サブシステム（ＢＳＳ）が、 基地局サブシステム（ＢＳＳ）から移動局（ＭＳ）へユーザー・データを伝送するためのダウンリンク・チャネルを定義し、更に、移動局（ＭＳ）から基地局サブシステム（ＢＳＳ）へユーザー・データを伝送するためのアップリンク・チャネルを定義するチャネル割り振り手段であって、前記チャネルが各々時分割多重接続フレームにおいて少なくとも１つの動的に割り振られたタイム・スロットを有し、その場合、アップリンクとダウンリンク・チャネルの各々に割り振られたタイム・スロットの数が必ずしも等しいというわけではなく、また、必ずしも一定の時間的関係を持っているというわけではないように成される前記手段と、
移動局（ＭＳ）と基地局サブシステム（ＢＳＳ）間の無線伝送遅延を示すタイミング用先行値を所定時刻に決定するための測定手段とを有し、
前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）は、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）から前記移動局（ＭＳ）へ一度前記タイミング用先行値を伝送するための伝送手段を更に有し、
前記移動局（ＭＳ）が、上記受信したタイミング用先行値を用いて、基地局サブシステム（ＢＳＳ）において割り振られた基地局サブシステム（ＢＳＳ）の受信スロットで伝送データを受信するために、アップリンクとダウンリンク・チャネルの双方について、前記移動局（ＭＳ）において伝送スロットを先行させるための無線伝送制御手段を有することを特徴とする無線電話ネットワーク。 - 無線電話ネットワークにおいて用いられる基地局サブシステム（ＢＳＳ）において、基地局サブシステム（ＢＳＳ）と、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）と交信するための複数の移動局（ＭＳ）とを有する無線電話ネットワークであって、前記移動局（ＭＳ）の無線信号伝送スロットを前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）の無線信号受信スロットと同期させて前記移動局（ＭＳ）と前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）との間の伝送遅延を補償する前記無線電話ネットワークにおいて、前記受信スロットが、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）によって動的に割り振られたアップリンク用及び／又はダウンリンク用ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）が、
移動局（ＭＳ）に対して単一のタイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）を割り振るための第１の割り振り手段であって、該先行インデックスが、前記移動局（ＭＳ）が前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）へタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレームを識別し、更に、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）が更新されたタイミング用先行値（ＴＡＶ）を移動局（ＭＳ）へ伝送する前記マルチフレーム構造の少なくとも１つ以上のアイドル・フレームを認識するように成される前記第１の割り振り手段と、 アイドル・フレーム・スロット番号と、前記タイミング用アクセス・バーストと前記タイミング用先行値（ＴＡＶ）とを伝送するとき、前記アイドル・フレームにおいてタイム・スロットの識別を行うための前記スロット番号を移動局（ＭＳ）に対して割り振るための第２の割り振り手段と、
前記タイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）と前記アイドル・フレーム・スロット番号とを移動局（ＭＳ）へ伝送するための伝送手段とと有することを特徴とする基地局サブシステム（ＢＳＳ）。 - 無線電話ネットワークにおいて用いられる移動局（ＭＳ）において、基地局サブシステム（ＢＳＳ）と、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）と交信するための複数の移動局（ＭＳ）とを有する無線電話ネットワークであって、移動局（ＭＳ）の無線信号伝送スロットを基地局サブシステム（ＢＳＳ）の無線信号受信スロットと同期させて前記移動局（ＭＳ）と基地局サブシステム（ＢＳＳ）との間の伝送遅延を補償する前記無線電話ネットワークにおいて、前記受信スロットが、アップリンク及び／又はダウンリンク・ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応し、前記移動局（ＭＳ）が、
受信手段であって、
前記基地局サブシステムにおいて移動局（ＭＳ）に対して割り振られる単一のタイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）であって、移動局（ＭＳ）が前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）へタイミング用アクセス・バーストを伝送するマルチフレーム構造の中で１つのアイドル・フレームを識別する前記インデックスと、
前記マルチフレーム構造の中の少なくとも１つのさらなるアイドル・フレームであって、前記移動局（ＭＳ）に更新されたタイミング用先行値（ＴＡＶ）を備えた前記アイドル・フレームと、
前記タイミング用アクセス・バーストと前記タイミング用先行値（ＴＡＶ）とを伝送するとき、前記アイドル・フレームの中でタイム・スロットを識別するための、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）において移動局（ＭＳ）に対して割り振られたアイドル・フレーム・スロット番号とを受信するための前記受信手段と、
前記移動局（ＭＳ）に割り振られるすべてのユーザー・データ・チャネル用のタイミング用先行値（ＴＡＶ）を判定するために前記タイミング用先行インデックス（ＴＡＩ）と前記アイドル・フレーム・スロット番号とを用いてデータを伝送するための伝送手段とを有することを特徴とする。 - 無線電話ネットワークにおいて用いるための移動局（ＭＳ）であって、前記無線電話ネットワークが、基地局サブシステム（ＢＳＳ）と、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）と交信するための複数の移動局（ＭＳ）とを有し、前記移動局（ＭＳ）の無線信号伝送スロットと、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）の無線信号受信スロットとを同期させて前記移動局（ＭＳ）と前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）との間の伝送遅延を補償し、前記受信スロットが、前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）によって動的に割り振られた、アップリンク及び／又はダウンリンク・ユーザー・データ・パケット交換伝送チャネルに対応するように成される移動局（ＭＳ）において、
前記基地局サブシステム（ＢＳＳ）から前記移動局（ＭＳ）へ一度タイミング用先行値を受信するための受信手段と、
前記基地局サブシステムにおいて、前記割り振られた基地局サブシステム（ＢＳＳ）の受信スロットで伝送データが受信されるように、前記受信されたタイミング用先行値を用いて前記アップリンクと前記ダウンリンク・チャネルの双方について、前記移動局（ＭＳ）の伝送スロットを先行させるための無線伝送制御手段とを有することを特徴とする移動局（ＭＳ）。
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